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        淺談鋁合金在擋風抑塵墻中的應(yīng)用

        2016-08-10 12:18:57李斌盧佳
        大科技 2016年36期
        關(guān)鍵詞:擋風煤場耐久性

        李斌 盧佳

        (中國能源建設(shè)集團湖南省電力設(shè)計院有限公司 湖南長沙 410000)

        淺談鋁合金在擋風抑塵墻中的應(yīng)用

        李斌 盧佳

        (中國能源建設(shè)集團湖南省電力設(shè)計院有限公司 湖南長沙 410000)

        為滿足環(huán)保方面的要求,擋風抑塵墻已廣泛用于露天煤場,目前國內(nèi)外擋風抑塵墻的結(jié)構(gòu)95%以上采用鋼桁架。露天煤場是一個酸性環(huán)境,腐蝕性強,采用鋼材極易被腐蝕,建成后維護費用高,而鋁合金具有比強度高、可模性好、防腐性能好,便于回收利用等優(yōu)點。故擬將鋁合金材料(型號6061-T6)在露天煤場擋風抑塵墻工程中作為支架結(jié)構(gòu)進行推廣使用,主要從鋁合金支架結(jié)構(gòu)(材料型號6061-T6)力學特性和耐久性方面與鋼支架結(jié)構(gòu)進行簡要對比。

        露天煤場;擋風抑塵墻;鋁合金;鋼支架

        1 概述

        隨著我國經(jīng)濟和電力工業(yè)的快速發(fā)展,火力發(fā)電廠的機組容量越來越大,電廠煤場存煤也越來越多。同時隨著國家對環(huán)境保護越來越重視,要求越來越高,煤場的煤塵污染也越來越引起人們的重視。為了防止煤場存煤的風力損失和揚塵對環(huán)境的污染,電廠煤場設(shè)置擋風抑塵墻的要求日益增加。

        擋風抑塵墻支架是其重要的結(jié)構(gòu)組成部分,它承擔著將上部結(jié)構(gòu)所承受的全部荷載和作用安全可靠地傳遞到地基,并保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的作用?;阡X合金材料高強度、輕質(zhì)、耐腐蝕性、耐久性高等優(yōu)質(zhì)特點,故擬將鋁合金材料(型號6061-T6)在電廠擋風抑塵墻工程中作為支架結(jié)構(gòu)進行推廣使用。主要從鋁合金支架結(jié)構(gòu)(材料型號6061-T6)力學特性和耐久性等方面與鋼支架結(jié)構(gòu)進行對比。

        鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料,在建筑、航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業(yè)中已大量應(yīng)用。純鋁的密度小(ρ=2.7g/cm3),大約是鐵的1/3,鋁是面心立方結(jié)構(gòu),易于加工,可制成各種型材、板材。純鋁在空氣中很容易發(fā)生鈍化,表面形成一層致密的鈍化膜,這層鈍化膜非常致密而且自修復(fù)能力強,因此抗腐蝕性能強,但純鋁較軟其強度稍低。通過長期的生產(chǎn)實踐和科學實驗,人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。鋁合金分很多類型,通過添加金屬元素和改變加工工藝可以增強物理性能,鋁合金中的鋁鎂合金可達到高強度、耐酸堿性能;它是強度較高的壓鑄鋁合金,含鎂1.2%,強化效果最佳,抗腐蝕性能好。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點的同時還能具有較高的強度,這樣使得其“比強度”(強度與比重的比值σ/ρ)勝過很多合金鋼,成為理想的結(jié)構(gòu)材料。

        2 鋁合金6061 -T6 的介紹

        2.1 鋁合金6061-T6的基本特點

        鋁合金6061-T6是6061鋁合金的主要合金,是經(jīng)熱處理預(yù)拉伸工藝生產(chǎn)的高品質(zhì)鋁合金產(chǎn)品,其強度雖不能與2XXX系或7XXX系相比,但其鎂(0.8~1.2%)、硅(0.4~0.8%)合金特性多,具有加工性能極佳、優(yōu)良的焊接特點及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性高及加工后不變形、材料致密無缺陷及易于拋光、上色膜容易、氧化效果極佳等優(yōu)良特點。

        2.2 鋁合金6061-T6的典型用途

        鋁合金6061-T6被廣泛應(yīng)用于建筑、裝飾、包裝、運輸、電子、航空、航天、兵器等各行各業(yè)。

        (1)建筑裝飾用鋁材鋁合金因其良好的抗蝕性、足夠的強度、優(yōu)良的工藝性能和焊接性能,主要廣泛用于建筑物構(gòu)架、門窗、吊頂、裝飾面等。如各種建筑門窗、幕墻用鋁型材、鋁幕墻板、壓型板、花紋板、彩色涂層鋁板等。

        (2)航空航天用鋁材用于制作飛機蒙皮、機身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和起落架支柱,以及火箭鍛環(huán)、宇宙飛船壁板等。

        (3)交通運輸用鋁材用于汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體結(jié)構(gòu)件材料,車門窗、貨架、汽車發(fā)動機零件、空調(diào)器、散熱器、車身板、輪轂及艦艇用材。

        3 鋁合金6061 -T6 和Q235 鋼力學性能比較

        表1

        從表1可以看出,鋁合金6061-T6的設(shè)計強度和Q235鋼材所差無幾,且其密度僅為鋼材的1/3,能夠有效的減輕結(jié)構(gòu)自重,對結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)都非常有利。

        4 鋁合金6061 -T6 和Q235 鋼結(jié)構(gòu)耐久性比較

        雖然露天煤場處于弱酸性大氣環(huán)境中,鋁在大氣中易發(fā)生鈍化,表面形成致密的鈍化膜且其自修復(fù)能力強,因此抗腐蝕性能強,耐久性高,在其使用壽命期間無需特殊處理。而鋼結(jié)構(gòu)可能在其壽命要進行現(xiàn)場噴鋅處理一次,無疑會增加一部分維護成本。并且鋁合金材料的殘值高,在其服役結(jié)束后仍能以較高的價格回收。

        5 結(jié)論

        綜上,鋁合金材料強度高、防腐耐久性強,其壽命較鋼結(jié)構(gòu)大大延長,使用期間無需特殊維護處理;雖然材料單價較鋼材貴一些,但其密度輕、僅為鋼材的1/3。先期投入可能較鋼結(jié)構(gòu)稍貴一些,但使用期間無需維護,不會增加額外成本,且其回收價格高。從長遠看用鋁合金材料作為擋風抑塵墻支架結(jié)構(gòu)不失為一種理想的選擇。

        在經(jīng)濟上的比較,會進一步以實際工程進行研究比較。

        [1]李志強.鋁合金的特點及其在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用.工業(yè)建筑,2007.

        [2]《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50429-2007).

        TM621.9

        A

        1004-7344(2016)36-0226-01

        2016-11-24

        李斌(1987-),男,助理工程師,本科,主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。盧佳(1982-),工程師,主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。

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